Основы мат. анализа Примеры

$y = - x^{2} - 10 x - 18$

Этап 1

Поменяем переменные местами.

$x = - y^{2} - 10 y - 18$

Этап 2

Решим относительно $y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Перепишем уравнение в виде $- y^{2} - 10 y - 18 = x$ .

$- y^{2} - 10 y - 18 = x$

Этап 2.2

Вычтем $x$ из обеих частей уравнения.

$- y^{2} - 10 y - 18 - x = 0$

Этап 2.3

Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Этап 2.4

Подставим значения $a = - 1$ , $b = - 10$ и $c = - 18 - x$ в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно $y$ .

$\frac{10 \pm \sqrt{{(- 10)}^{2} - 4 \cdot (- 1 \cdot (- 18 - x))}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.5.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.5.1.1

Возведем $- 10$ в степень $2$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 4 \cdot - 1 \cdot (- 18 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.2

Умножим $- 4$ на $- 1$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 + 4 \cdot (- 18 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 + 4 \cdot - 18 + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.4

Умножим $4$ на $- 18$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 72 + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.5

Умножим $- 1$ на $4$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 72 - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.6

Вычтем $72$ из $100$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{28 - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.7

Вынесем множитель $4$ из $28 - 4 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.5.1.7.1

Вынесем множитель $4$ из $28$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7) - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.7.2

Вынесем множитель $4$ из $- 4 x$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7) + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.7.3

Вынесем множитель $4$ из $4 (7) + 4 (- x)$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.8

Перепишем $4$ в виде $2^{2}$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{2^{2} (7 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.1.9

Вынесем члены из-под знака корня.

$y = \frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.5.2

Умножим $2$ на $- 1$ .

$y = \frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{- 2}$

Этап 2.5.3

Упростим $\frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{- 2}$ .

$y = \frac{5 \pm \sqrt{7 - x}}{- 1}$

Этап 2.5.4

Вынесем знак минуса из знаменателя $\frac{5 \pm \sqrt{7 - x}}{- 1}$ .

$y = - 1 \cdot (5 \pm \sqrt{7 - x})$

Этап 2.5.5

Перепишем $- 1 \cdot (5 \pm \sqrt{7 - x})$ в виде $- (5 \pm \sqrt{7 - x})$ .

$y = - (5 \pm \sqrt{7 - x})$

Этап 2.6

Упростим выражение, которое нужно решить для части $+$ значения $\pm$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.6.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.6.1.1

Возведем $- 10$ в степень $2$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 4 \cdot - 1 \cdot (- 18 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.2

Умножим $- 4$ на $- 1$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 + 4 \cdot (- 18 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 + 4 \cdot - 18 + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.4

Умножим $4$ на $- 18$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 72 + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.5

Умножим $- 1$ на $4$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 72 - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.6

Вычтем $72$ из $100$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{28 - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.7

Вынесем множитель $4$ из $28 - 4 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.6.1.7.1

Вынесем множитель $4$ из $28$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7) - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.7.2

Вынесем множитель $4$ из $- 4 x$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7) + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.7.3

Вынесем множитель $4$ из $4 (7) + 4 (- x)$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.8

Перепишем $4$ в виде $2^{2}$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{2^{2} (7 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.1.9

Вынесем члены из-под знака корня.

$y = \frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.6.2

Умножим $2$ на $- 1$ .

$y = \frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{- 2}$

Этап 2.6.3

Упростим $\frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{- 2}$ .

$y = \frac{5 \pm \sqrt{7 - x}}{- 1}$

Этап 2.6.4

Вынесем знак минуса из знаменателя $\frac{5 \pm \sqrt{7 - x}}{- 1}$ .

$y = - 1 \cdot (5 \pm \sqrt{7 - x})$

Этап 2.6.5

Перепишем $- 1 \cdot (5 \pm \sqrt{7 - x})$ в виде $- (5 \pm \sqrt{7 - x})$ .

$y = - (5 \pm \sqrt{7 - x})$

Этап 2.6.6

Заменим $\pm$ на $+$ .

$y = - (5 + \sqrt{7 - x})$

Этап 2.6.7

Применим свойство дистрибутивности.

$y = - 1 \cdot 5 - \sqrt{7 - x}$

Этап 2.6.8

Умножим $- 1$ на $5$ .

$y = - 5 - \sqrt{7 - x}$

Этап 2.7

Упростим выражение, которое нужно решить для части $-$ значения $\pm$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.7.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.7.1.1

Возведем $- 10$ в степень $2$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 4 \cdot - 1 \cdot (- 18 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.2

Умножим $- 4$ на $- 1$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 + 4 \cdot (- 18 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 + 4 \cdot - 18 + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.4

Умножим $4$ на $- 18$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 72 + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.5

Умножим $- 1$ на $4$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 72 - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.6

Вычтем $72$ из $100$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{28 - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.7

Вынесем множитель $4$ из $28 - 4 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.7.1.7.1

Вынесем множитель $4$ из $28$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7) - 4 x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.7.2

Вынесем множитель $4$ из $- 4 x$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7) + 4 (- x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.7.3

Вынесем множитель $4$ из $4 (7) + 4 (- x)$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{4 (7 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.8

Перепишем $4$ в виде $2^{2}$ .

$y = \frac{10 \pm \sqrt{2^{2} (7 - x)}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.1.9

Вынесем члены из-под знака корня.

$y = \frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{2 \cdot - 1}$

Этап 2.7.2

Умножим $2$ на $- 1$ .

$y = \frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{- 2}$

Этап 2.7.3

Упростим $\frac{10 \pm 2 \sqrt{7 - x}}{- 2}$ .

$y = \frac{5 \pm \sqrt{7 - x}}{- 1}$

Этап 2.7.4

Вынесем знак минуса из знаменателя $\frac{5 \pm \sqrt{7 - x}}{- 1}$ .

$y = - 1 \cdot (5 \pm \sqrt{7 - x})$

Этап 2.7.5

Перепишем $- 1 \cdot (5 \pm \sqrt{7 - x})$ в виде $- (5 \pm \sqrt{7 - x})$ .

$y = - (5 \pm \sqrt{7 - x})$

Этап 2.7.6

Заменим $\pm$ на $-$ .

$y = - (5 - \sqrt{7 - x})$

Этап 2.7.7

Применим свойство дистрибутивности.

$y = - 1 \cdot 5 + \sqrt{7 - x}$

Этап 2.7.8

Умножим $- 1$ на $5$ .

$y = - 5 + \sqrt{7 - x}$

Этап 2.7.9

Умножим $- - \sqrt{7 - x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.7.9.1

Умножим $- 1$ на $- 1$ .

$y = - 5 + 1 \sqrt{7 - x}$

Этап 2.7.9.2

Умножим $\sqrt{7 - x}$ на $1$ .

$y = - 5 + \sqrt{7 - x}$

Этап 2.8

Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.

$y = - 5 - \sqrt{7 - x}$

$y = - 5 + \sqrt{7 - x}$

$y = - 5 - \sqrt{7 - x}$

$y = - 5 + \sqrt{7 - x}$

Этап 3

Replace $y$ with $f^{- 1} (x)$ to show the final answer.

$f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$

Этап 4

Проверим, является ли $f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$ обратной к $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Область определения обратной функции — это множество значений исходной функции, и наоборот. Найдем область определения и множество значений $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ и $f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$ и сравним их.

Этап 4.2

Найдем множество значений $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Множество значений ― это множество всех допустимых значений $y$ . Используем график, чтобы найти множество значений.

Интервальное представление:

$(- \infty, 7]$

Этап 4.3

Найдем область определения $- 5 - \sqrt{7 - x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1

Зададим подкоренное выражение в $\sqrt{7 - x}$ большим или равным $0$ , чтобы узнать, где определено данное выражение.

$7 - x \geq 0$

Этап 4.3.2

Решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.1

Вычтем $7$ из обеих частей неравенства.

$- x \geq - 7$

Этап 4.3.2.2

Разделим каждый член $- x \geq - 7$ на $- 1$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.2.1

Разделим каждый член $- x \geq - 7$ на $- 1$ . При умножении или делении обеих частей неравенства на отрицательное значение заменим знак неравенства на противоположный.

$\frac{- x}{- 1} \leq \frac{- 7}{- 1}$

Этап 4.3.2.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.2.2.1

Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.

$\frac{x}{1} \leq \frac{- 7}{- 1}$

Этап 4.3.2.2.2.2

Разделим $x$ на $1$ .

$x \leq \frac{- 7}{- 1}$

Этап 4.3.2.2.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.2.3.1

Разделим $- 7$ на $- 1$ .

$x \leq 7$

Этап 4.3.3

Область определения ― это все значения $x$ , при которых выражение определено.

$(- \infty, 7]$

Этап 4.4

Найдем область определения $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.4.1

Область определения выражения ― все действительные числа, за исключением случаев, когда выражение не определено. В данном случае не существует вещественного числа, при котором выражение не определено.

$(- \infty, \infty)$

Этап 4.5

Так как область определения $f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$ представляет множество значений, определяемых уравнением $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ , а множество значений, определяемое уравнениями $f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$ , представляет область определения $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ , то $f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$ — обратная к $f (x) = - x^{2} - 10 x - 18$ .

$f^{- 1} (x) = - 5 - \sqrt{7 - x}, - 5 + \sqrt{7 - x}$

Этап 5